El medidor de ángulo de contacto es un instrumento de precisión dedicado a medir el ángulo de contacto formado por líquido en una superficie sólida. El ángulo de contacto es un parámetro físico clave para medir la humectabilidad de los líquidos en una superficie sólida, que proporciona información sobre la energía de la superficie sólida, la tensión superficial de los líquidos y los sólidos.-Información importante sobre la interacción de la interfaz líquida.

Funciones y principios básicos

1. Definir el ángulo de contacto: el ángulo de contacto()θ(...)Es en gu-Líquido-En el punto de contacto de tres fases de gas, el ángulo entre la línea de corte a lo largo del contorno de la gota y la superficie sólida.

2. Principio de medición:

Los instrumentos suelen funcionar en un entorno controlado (temperatura, humedad).

Una gota de líquido de prueba de volumen preciso (generalmente agua desionizada, también disponible como otros líquidos) se deposita cuidadosamente en una superficie de muestra sólida limpia y plana a través de una microjeringa o un sistema automático de gotas.

Uso de sistemas ópticos de alta resolución..CCDOCMOSCámara) con una retroiluminación uniforme o una fuente de luz frontal para capturar imágenes del perfil lateral de las gotas en una superficie sólida.

El software de análisis de imágenes aplica modelos matemáticos seleccionados (como el método de corte, el método de ajuste circular, el método de ajuste elíptico) identificando el contorno de la gota, la línea de base (superficie sólida) y los puntos de contacto en tres fases.de Young-LaplaceEl método de ajuste de la ecuación, etc.) calcula automáticamente el valor del ángulo de contacto.

Los principales componentes del instrumento

1. Sistema de fuente de luz:Proporcionar una iluminación uniforme y estable (generalmenteledFuente de luz fría), asegúrese de que el contorno de la gota sea claro y agudo, y el contraste sea alto. Los comunes son la fuente de luz trasera y la fuente de luz delantera.

2. Mesa de muestras: se puede ajustar con precisión la posición..X, Y y ZUna plataforma con traducción del eje, a veces con funciones de inclinación y rotación, para colocar y localizar la muestra a medir. Puede haber un dispositivo de control de temperatura.

3. Unidad de inyección líquida:

Jeringa manual: el operador controla manualmente la formación de gotas.

Sistema de inyección automática: controlado con precisión por un motor de paso o cerámica piezoeléctrica para lograr un control preciso del volumen de gotas y una titulación automática (especialmente importante para la medición dinámica).

4. Sistema de adquisición de imágenes: cámaras digitales de alta resolución (generalmente equipadas con microlentes de larga distancia de trabajo) para capturar imágenes de gotas.

5. Cavidad ambiental (opcional pero importante): se utiliza para controlar la temperatura, la humedad o la atmósfera del ambiente de medición (como los gases nobles), reduciendo el impacto de las fluctuaciones ambientales en los resultados y siendo especialmente esencial para líquidos volátiles o materiales sensibles.

6. Software de análisis de imágenes: el cerebro central del instrumento. Responsable de:

Procesamiento de imágenes (reducción de ruido, detección de bordes, reconocimiento de línea de base).

Se aplica un modelo matemático para calcular el ángulo de contacto (ángulo de contacto izquierdo, ángulo de contacto derecho, ángulo de contacto promedio).

Calcular la energía libre de la superficie y sus componentes (a través dePropiedad, Fowkes, van Oss-Chaudhury-GoodOtros modelos teóricos).

Se realiza el análisis del ángulo de contacto dinámico (ángulo de avance, ángulo de retroceso, ángulo de rodadura, ángulo de contacto rezagado).

Almacenamiento de datos, análisis, generación de informes.

Principales métodos de medición

1. Método de goteo estático: comúnmente utilizado. Medir el ángulo de contacto de las gotas estáticas en la superficie sólida. Adecuado para la mayoría de las superficies planas.

2. Método de suspensión de gotas: mide el contorno de las gotas que cuelgan de la punta de la aguja de inyección y se utiliza principalmente para medir la tensión superficial del líquido./.Tensión de interfaz, pero también se puede utilizar indirectamente para estimar el ángulo de contacto aparente de muestras irregulares como polvo o fibra (se requiere una mesa de muestras especial).

3. Método de captura de burbujas: capturar una burbuja en una superficie sólida sumergida en un líquido y medir el ángulo de contacto entre la burbuja y la superficie sólida. Adecuado para medir superficies altamente hidrofóbicas (como bajo el agua).

4. Medición del ángulo de contacto dinámico:

Método de placa inclinada: incline gradualmente la Mesa de muestra hasta que las gotas comiencen a rodar, midiendo el ángulo de avance, el ángulo de retroceso y el ángulo de rodadura cuando se produce el rodadura.

Método de aumento o disminución del volumen de gotas: aumentar o disminuir lentamente el volumen de gotas a través del sistema de inyección automática en una posición fija, y medir el ángulo de avance y el ángulo de retroceso.